Kwazikryształ

Struktura atomowa kwazikryształu Ag-Al

Kwazikryształy – szczególna forma ciała stałego, w której atomy układają się w pozornie regularną, jednak nie w powtarzającą się strukturę[1], co uniemożliwia wyróżnienie ich komórek elementarnych. Kwazikryształy odkrył Dan Szechtman w 1984 roku, gdy w szybko schłodzonym stopie glinu z manganem zaobserwował niekrystalograficzną 5-krotną oś symetrii[2].

Za swoje odkrycie Dan Shechtman otrzymał 5 października 2011 r. Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii[3].

Większość właściwości fizycznych kwazikryształów jest taka sama jak klasycznych kryształów, choć wykazują one również wiele własności charakterystycznych tylko dla siebie. M.in. wykazują one słabe przewodnictwo cieplne i elektryczne, przy zachowaniu wysokiej twardości, odporności na czynniki chemiczne i korozję. Dzięki temu stosuje się je do pokryć przeciwzużyciowych i przeciwkorozyjnych, jako materiały do magazynowania wodoru, bariery termiczne, czujniki podczerwieni i inne. Kwazikryształy tworzą m.in. niektóre stopy metali zawierające 60-70% glinu.

Kwazikryształ Ho-Mg-Zn w postaci dwunastościanu

Kwazikryształy dają ostre sygnały na dyfraktogramie rentgenowskim, co wskazuje na istnienie wysokiego stopnia uporządkowania na poziomie mikroskopowym. Dyfraktogramy kwazikryształów wykazują zabronione przez warunek translacji, niekrystalograficzne osie symetrii – pięciokrotną i powyżej sześciu. Nie jest możliwe przypisanie strukturze kryształu żadnej z komórek elementarnych z 14 sieci Bravais'go.

Zobacz też

Przypisy

  1. kwazikryształy, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-10-02].
  2. Shechtman, D.; Blech, I.; Gratias, D.; Cahn, J.. Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry. „Phys. Rev. Lett.”. 53 (20), s. 1951–1953, 1984. DOI: 10.1103/PhysRevLett.53.1951 (ang.). 
  3. The Nobel Prize in Chemistry 2011, NobelPrize.org, [dostęp=2011-12-16] (ang.)

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Ho-Mg-ZnQuasicrystal.jpg
Ho-Mg-Zn dodecahedral quasicrystal, grown by using the self-flux method (excess Mg), and slowly cooling from 700 C to 480 C. The R-Mg-Zn family is the first rare-earth containing quasicrystal structure, which allows the study of localized magnetic moments in a quasiperiodic environment.

Or:

Photograph of a single-grain icosahedral Ho-Mg-Zn quasicrystal grown from the ternary melt. Shown over a mm scale, the edges are 2.2 mm long. Note the clearly defined pentagonal facets, and the dodecahedral morphology. [in: Phys. Rev. B 59, 308–321 (1999)]
Quasicrystal1.jpg
Atomic model of fivefold icosahedral-Al-Pd-Mn quasicrystal surface.